数字孪生技术赋能智慧水利建设

　　近日，嘉兴市水利局正式印发《嘉兴市数字孪生水利建设实施方案(2024-2027年)(试行)》(以下简称《方案》)，为嘉兴市数字孪生水利提供了顶层设计。
 

　　早在2024年7月，水利部印发《数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动方案(2024—2026年)》。该方案是为加快构建数字孪生水利体系，提升水利监测感知能力而制定的专项行动方案，通过“天空地水工”一体化监测感知网的建设，全面提升水利监测感知能力。2025年水利部全面启动“天空地水工”一体化监测感知体系建设，这标志着水利治理从“被动响应”转向“主动预判”的战略跨越，我国水资源管理即将迈入“高保真”数字孪生时代。
 

　　天空监测：利用光学遥感、SAR(合成孔径雷达)、重力、气象卫星、北斗等技术装备，实现对流域下垫面、河湖水体、洪涝灾害、工程面貌等的大尺度全局监测感知。
 

　　空间感知：利用无人机、高塔等设施设备，搭载激光雷达、天气雷达、测雨雷达等监测仪器，实现对水域岸线、蓄滞洪区、山洪灾害易发区等重点区域的地形、雨情等要素的中小尺度高精度动态及时监测感知。
 

　　地面监测：利用雨量站、蒸发站、地下水站、土壤墒情站、视频监测站等地面监测设施设备，实现对关键区域点位雨情、蒸发、地下水位、墒情等要素的精准实时监测感知。
 

　　水域感知：利用声、光、电、无人船等监测技术装备，实现对河湖库水体的水位、流速、水质、泥沙含量、水下地形、水生生物等水中水下要素的精准自动化监测感知。
 

　　工程监测：利用渗压计、光纤光栅、应变计、震动仪、测量机器人、水下机器人等手段，实现对水库大坝、堤防、水闸、隧洞等水利工程内外的渗流渗压、位移形变、应力应变等工情险情要素的实时精细监测感知。
 

　　在防洪减灾领域，数字孪生技术构建了流域洪水预报调度系统。通过集成气象、水文、地理信息等多源数据，建立高精度洪水预报模型，实现洪水演进过程的实时模拟。例如，在某流域防洪实践中，数字孪生系统将洪水预报预见期从24小时延长至72小时，预报精度提高20%以上。
 

　　在水资源管理方面，数字孪生技术实现了水资源配置的智能化。通过构建水资源数字孪生平台，整合供水、用水、排水等环节数据，优化水资源调度方案。某灌区应用数字孪生技术后，灌溉用水效率提高15%，年节水达2000万立方米。
 

　　在水环境治理中，数字孪生技术构建了水环境监测预警系统。通过部署智能感知设备，实时监测水质变化，预测水环境演变趋势。在某湖泊治理项目中，数字孪生系统实现了水质变化的精准预测，为治理方案制定提供了科学依据。
 

　　嘉兴市数字孪生水利遵循浙江省数字孪生水利建设“1136”总体框架，依托在建的重大水利工程，统筹推进数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程3大新型基础设施建设，不断迭代“水安全”“水资源”“水生态”智能业务应用。《方案》主要从市级层面做好数字孪生水利建设的统筹工作，既有效衔接省级数字孪生水利建设相应成果，又实现与县(市、区)能够贯通衔接。
 

　　数字孪生水利建设是发展水利新质生产力、推动水利高质量发展、保障国家水安全的重要路径。